[发明专利]基于宫腔镜的光声成像系统及其工作方法

说明书

本发明提出一种基于宫腔镜的光声成像系统及其工作方法，将光声系统的激发光源耦合到宫腔镜中以实现光声/白光双模成像；可调谐波长的脉冲激光经宫腔镜光源接口，抵达子宫腔内激励腔壁及周边组织进而产生光声信号；光声信号经腹壁组织层传输后则由位于体外的阵列超声换能器所采集，用于反演出病变组织的3D图像。实现光声与白光双模成像。有效地显示病变组织的形态、大小和部位，确定癌组织的侵犯范围，从而可以更精准地进行术前分期，在手术前正确估计手术切除的可能性，以避免不必要的探查，并为不能手术的患者开展综合治疗或放疗提供客观依据。

技术领域

本发明涉及内窥技术领域，尤其涉及一种基于基于宫腔镜的光声成像系统及其工作方法。

背景技术

当前子宫检查的常规手段主要有细胞学涂片、宫腔镜辅助下子宫内膜活检等。宫腔镜是一种微创性妇科诊疗技术，用于子宫腔内检测和治疗的一种光源内窥镜。活检技术可以提供确定的病理诊断信息，是目前子宫内膜癌检查确诊的金标准。然而，子宫内膜活检属于有创检查，不能作为常规筛查手段，也无法确定病灶的大小和浸润程度。在影像学方面，子宫检查主要包括：超声/彩超检查，具有无创、快捷、经济和反复排查等优势，但特异性较低，无法区分声阻抗相同而病理实质不同的靶标；X射线计算机断层扫描，具有良好的空间分辨率，但存在辐射危险；核磁共振成像（MRI），具有很好的软组织对比度，是子宫内膜癌成像、分期、术前评估的有效检查工具，但其检查耗时长、花费高，且设备体积大，无法进行便携式操作；正电子发射成像（PET），需要注射放射性物质，灵敏度高，但特异性不强，主要用于观察有无肿瘤转移。这些检测手段各有利弊，在子宫肿瘤的普及性的筛查中受到局限。

发明内容

针对现有技术的缺陷和不足，本发明提出了一种基于宫腔镜的光声成像系统及其工作方法，主要包括：宫腔镜主镜体、光声成像模块和控制与处理模块等部分。本发明的基于光声成像的宫腔镜系统可以实现普通白光成像和光声成像两种模式成像，优选通过在光源入口增加一个准直透镜，以提高光声成像中脉冲光源的耦合率。光声成像能提供子宫内膜1-5 cm深度内的组织结构信息，可探测发生在子宫皮下的早期癌变，为子宫内膜癌等子宫腔内疾病的早期诊断提供了重要手段。此外，宫腔镜主镜体前端内置弥散型的器件，可实现远场的成像范围，即在子宫内，白光/光声激发光源是1.45π立体角的范围。

其具体采用以下技术方案：

一种基于宫腔镜的光声成像系统，其特征在于：将光声系统的激发光源耦合到宫腔镜中以实现光声/白光双模成像；可调谐波长的脉冲激光经宫腔镜光源接口，抵达子宫腔内激励腔壁及周边组织进而产生光声信号；光声信号经腹壁组织层传输后则由位于体外的阵列超声换能器所采集，用于反演出病变组织的3D图像。

该系统的构成包括：宫腔镜主镜体模块、光声成像模块、以及控制与处理模块；

所述的宫腔镜主镜体模块包括镜体前端探头、光源接口、白光照明光源和白光成像接口、相机、液体介质流入和流出通道、以及组织活检镊的活检通道；所述白光照明光源发出的白光由光源接口进入镜体前端成像探头后返回至白光成像接口由相机成像获得相应的白光成像图像信息；最后传输至后台系统当中进行分析。

所述的光声成像模块包括脉冲激光器、阵列超声换能器、换能器数控控制台、超声阵列传感系统、以及数据存储器；置于子宫腔外的所述阵列超声换能器收集来自子宫所产生的光声信号，通过超声阵列传感系统，存储数据；

所述的控制与处理模块用于控制脉冲激光器光源和白光的切换，控制脉冲激光器能量输出，获取白光成像和光声成像的数据，控制用于处理数据存储器的光学数据重构三维图像。

进一步地，所述宫腔镜主体镜模块的光源包括白光照明光源和脉冲激光光源；所述白光照明光源和脉冲激光光源由同一个宫腔镜主镜体的接口入光，白光和激光的控制由工作站切换，在光源入口设置有一个准直透镜，以提高光声成像中脉冲光源的耦合率。

进一步地，所述宫腔镜主体前端部分设置有白光探测镜头通道、液体介质流入通道、组织活检通道和光源通道。具体宫腔镜主体先端部可以采用圆弧钝形结构。